[发明专利]一株水稻根际克雷伯氏菌及其应用

说明书

本发明公开了一株克雷伯氏菌及其应用。本发明的克雷伯氏菌为克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)，其菌株号为R1452，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的登记入册编号为CGMCC No.21199。该菌能够水解无机不可溶磷和有机磷，能促进植物吸收磷，可用于土壤改良。该菌对人、畜安全，没有环境污染问题，培养条件简单、容易保存，适合开发应用。

技术领域

本发明涉及生物技术领域中一株水稻根际克雷伯氏菌及其溶磷特性。

背景技术

磷是植物生长发育所必须的大量元素之一，是组成核酸以及细胞质膜等的重要元素，缺磷严重抑制植物生长，农业上缺磷严重影响作物产量。近年来，为了增加粮食产量，大量施用磷肥，由于利用效率过低，大量无法被作物吸收利用的磷肥被固定为不可利用形式，或进入环境，造成环境污染和生态失衡，存在系统性风险，需减少化肥和农药的用量，降低其残留和环境污染，保障食品安全和保护生态环境。

植物所需无机营养元素由生长在土壤中的根系吸收，土壤是微生物含量最为丰富的载体，在长期进化过程中，植物根系与部分微生物形成互惠互利的共生关系，植物光合作用产物的10-30％通过根系分泌到土壤中，其中部分作为土壤微生物碳源，而反过来，微生物在植物生长、抗病抗逆、营养吸收上都起重要作用。最近研究表明，拟南芥根系共生的真菌，能够促进拟南芥在只含难溶磷的培养基中的生长，拟南芥PHR1协调缺磷响应和免疫响应，并且一些缺磷响应基因的突变能够明显改变根系微生物组，暗示根系共生微生物在植物的磷吸收上有重要作用，对根系共生微生物的操纵是可以提高植物吸收磷的效率的潜在应用技术。除真菌外，细菌在植物吸收磷上也发挥重要作用。土壤根际中存在大量的细菌，其中很多细菌能够起到促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)的作用，通过合成IAA、固氮、溶磷等功能促进植物生长。据报道假单胞杆菌属(Pseudomonas),芽孢杆菌属(Bacillus),伯克氏菌属(Burkholderia),根瘤菌属(Rhizobium)，无色杆菌属(Achromobacter)，土壤杆菌属(Agrobacterium),产气杆菌属(Aerobacter),微球菌(Microccocus),黄杆菌(Flavobacterium)和欧文氏菌属(Erwinia)都具有溶解磷的功能。这些细菌通过释放有机酸降低土壤pH值，通过H⁺离子，将磷灰石或者金属离子(Al³⁺,Fe³⁺,Ca²⁺等)螯合的磷酸根置换出来，以供植物吸收利用。PGPR还能分泌磷酸酶水解有机形态磷，转化为植物可利用形式，从而促进植物吸收磷。

由于微生物分离培养和微生物群体人工重组技术的限制，大量植物根系共生微生物无法进行纯化培养，从而不能对目标微生物功能进行研究。Bai和他的同事们结合宏基因组测序技术，利用高通量微生物培养体系，系统地培养了拟南芥65％根系和54％叶片的细菌群体；并建立了微生物菌群重组体系，在实验室中成功模拟了自然条件下植物根系和叶片微生物组成和其形成过程。这个成果突破了研究瓶颈，使从微生物群体水平，研究根系微生物的功能成为了可能，推动植物微生物组从描述性研究转向功能研究，也为微生物在农业中的应用提供了基础和前所未有的机遇。在此基础上可以开发更多促生菌资源，例如溶磷菌资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提高植物吸收磷的效率，和/或如何改良土壤。

为解决上述技术问题，本发明首先提供了一株克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)R1452。

本发明所提供的克雷伯氏菌(Klebsiellasp.)R1452，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的登记入册编号为CGMCC No.21199。该菌株已于2020年11月18日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。下文简称克雷伯氏菌R1452。